CN105056855A - 一种底部进出料的循环氯化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种底部进出料的循环氯化装置，在位于提升管炉体的下部中心设置有进排料管，用于进料和排料；利用提升管内旋流中心低压区域和进排料压力调节区调整压力，将循环颗粒正压气力输送入提升管内。本发明能在保证循环流化系统的稳定性和原料在炉内分布的均匀性的同时，提高流态化质量，提高氯化反应效率。

Description

一种底部进出料的循环氯化装置
技术领域
本发明涉及一种底部进出料的循环氯化装置，属于四氯化钛制备设备技术领域。
背景技术
通过选别加工、去杂质处理后的钛原料，颗粒越来越细，采用传统的沸腾氯化工艺和装备，这种细粒级钛原料存在逸出量大，技术经济性指标变差等问题。专利CN103818951B和CN103818950B公布了使细粒级钛原料分散悬浮在具有强烈剪切作用的氯气流中并利用旋转离心分离，以减少未反应完全的细颗粒逸出，提高沸腾氯化炉的效率，而这种方法仍然存在对氯化气流速度和旋转卷吸细颗粒量的限制。
循环流态化可以使气、固相之间的接触更充分，将气流夹带逸出的颗粒进行分离再送入流态化炉内循环利用，其具有有效提高原料的利用率和反应速率等优点，因此被广泛的应用于能源化工技术邻域。循环流化床主要由提升管、气固分离器、伴床及循环进料装置等几部分构成。循环进出料系统的设计是否合理直接影响到循环流化系统的稳定性和原料的分布均匀性。按照加料方式分类，主要有螺旋输送加料和气力输送加料，其中螺旋输送加料易出现反料、卡料等不正常现象，而气力输送加料为了保证循环流化系统的稳定性常使用负压输送加料即炉膛为负压，但负压流化往往会降低原料颗粒的反应速率。按照加料位置分类，主要有炉顶加料和侧面加料。其中炉顶加料需要在炉内伸入加料管，而在炉内加入的内构件，易磨损；侧面加料不能保证原料在炉内分布的均匀性，且在高温条件下，破坏了耐火材料的完整性，从而降低了内衬材料的强度，也增加了加工制造的难度。
现有的循环流化床出料口与进料口位置不同，出料口主要采用侧面出料和炉底出料，侧面出料存在排料不干净，有残料存在的问题；而炉底排料存在出料口处无气流、气流在炉内分布不均匀等缺点。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种底部进出料的循环氯化装置，用以控制颗粒循环，能在保证循环流化系统的稳定性和原料在炉内分布的均匀性的同时，提高流态化质量，提高氯化反应效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种底部进出料的循环氯化装置，包括封闭的提升管炉体和设置在其下方并与提升管炉体下端一体成型的进气预分布器，在提升管炉体内下部设有气体分布器，所述气体分布器为倒置的圆台筒形，筒壁上设有进气小孔以将进气预分布器和提升管炉体连通，在进气预分布器壁上设有切向进气的主气流入口，其特征在于，还包括循环气流进气管、给料管和既能进料也能排料的进排料管；所述的循环气流进气管竖直设置且位于循环流化床伴床的正下方，顶部通过伴床下端的循环阀与伴床连通；所述进排料管竖直设置且上端伸入进气预分布器中并与气体分布器下端连通，在进排料管位于进气预分布器外的下端设有排料阀；所述给料管的一端与循环气流进气管连通，给料管的另一端斜向下进入进气预分布器并与进排料管连通，斜向下角度为α；该给料管与进排料管的连接处构成进排料压力调节区。
进一步，所述的气体分布器的圆台母线与轴线夹角为30°~45°，圆台侧表面均匀分布有若干小孔；所述小孔与气体分布器外壁相切，切向与主气流入口方向相同。
进一步，所述小孔的直径为1～2mm，且小孔总面积为气体分布器内表面积的1～3%。
进一步，所述小孔按组设置在气体分布器的不同高度上，且同一高度上的该组小孔在该高度对应的圆周上均匀开设。
进一步，所述的夹角α为17°~25°。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、进出料口位于旋流的中心低压区域，有利于正压气力输送循环颗粒进入炉内，避免了螺旋进料和负压输送所存在的缺点，且进出料口位于提升管炉体底面中心位置，保证了循环颗粒在炉内分布的均匀性和出料过程无残留渣。
2、进出料口采用一个通道与提升管炉体底面相连，同时用于进料和出料，一方面当进行进料时，一部分循环气流参与炉内流化过程，避免了传统底出料，在出料口上部无气流，造成气流在炉内分布不均匀的情况。另一方面保证了耐火材料的完整性，避免了侧面进料造成耐火材料的强度降低，且加工困难的缺点。
3、循环气流入口方向正对与伴床下料口位置，使一小部分气流由循环阀门进入伴床内，可以疏松伴床内存料，防止伴床内颗粒与壁面粘结而造成下料不顺的情况。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明的A-A向剖面俯视图。
附图中：1—旋风分离器；2—伴床；3—循环阀；4—循环气流进气管；5—给料管；6—排料阀；7—进排料管；8—进气预分布器；9—主气流进气口；10-气体分布器；11-提升管炉体；12-放散阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种底部进出料的循环氯化装置，包括封闭的提升管炉体11和设置在其下方并与提升管炉体11下端一体成型的进气预分布器8，在提升管炉体11内下部设有气体分布器10，所述气体分布器10为倒置的圆台筒形，筒壁上设有进气小孔以将进气预分布器8和提升管炉体11连通，在进气预分布器8壁上设有切向进气的主气流入口9，其特征在于，还包括循环气流进气管4、给料管5和既能进料也能排料的进排料管7；所述的循环气流进气管4竖直设置且位于循环流化床伴床2的正下方，顶部通过伴床2下端的循环阀3与伴床2连通；所述进排料管7竖直设置且上端伸入进气预分布器8中并与气体分布器10下端连通，在进排料管7位于进气预分布器8外的下端设有排料阀6；所述给料管5的一端与循环气流进气管4连通，给料管5的另一端斜向下进入进气预分布器8并与进排料管7连通，斜向下角度为α；该给料管5与进排料管7的连接处构成进排料压力调节区。
作为一种优选的实施方式，所述的气体分布器10的圆台母线与轴线夹角为30o~45o，圆台侧表面均匀分布有若干小孔；所述小孔与气体分布器10外壁相切，切向与主气流入口9方向相同。
作为一种优选的实施方式，气体分布器10上小孔的直径为1～2mm，且小孔总面积为气体分布器10内表面积的1～3%
作为一种优选的实施方式，所述气体分布器10上的小孔按组设置在气体分布器10的不同高度上，且同一高度上的该组小孔在该高度对应的圆周上均匀开设。
作为一种优选的实施方式，所述的给料管5与水平面的夹角α为17°~25o。
为了保证伴床2能够提供足够的压头，而使循环系统压力达到平衡，需要调节循环阀3，维持伴床2内有足够的料柱高度，使得伴床2内的用于循环的原料颗粒的入料量和伴床2通过循环阀3排出的下料量达到平衡，循环气流进气管4正对伴床2的下料口，循环气体由循环气流进气管4引入并参与到循环中，其中一小部分循环气流经循环阀3进入伴床2，用于疏松伴床2内存料，防止伴床2内颗粒与壁面粘结而造成下料不顺，大部分循环气体用于气力输送从循环阀3落下的原料颗粒。主气流入口9与进气预分布器8相切，且与气体分布器10的小孔切向相同，可以在提升管炉体11内形成旋流，由于进排料压力调节区位于旋流中心的低压区域，使循环阀3下口的压力P1远大于进出料压力调节区处的压力P2，从而使循环气流稳定地将用于循环的原料颗粒经给料管5，进出料管7正压气力输送至提升管炉体11内。当主气流入口9的流量增加，则流化气速增加，炉内压力增加，且伴随着循环倍率即单位时间内循环的原料颗粒的质量增加，需要适当调整循环阀3的开度，保证伴床2能够提供足够的压头。在位于提升管炉体11的下部中心设置有进排料管7，用于进料和排料；利用提升管内旋流中心低压区域和进排料压力调节区调整压力，将循环颗粒正压气力输送入提升管内，保证了循环系统的稳定性和原料在提升管内分布的均匀性，从而提高的流态化质量，提高氯化反应效率。循环的颗粒状原料在提升管炉体11中反应生成的气态产物与细小颗粒通过旋风分离器1进行分离，气态产物通过旋风分离器1顶部的管道排出，颗粒则进入伴床2作为原料备用。设置在提升管炉体11顶部的放散阀12处于常闭状态，能够在提升管炉体11内压力过高时打开以释放压力防止设备爆炸，从而保证设备安全。
当需要进行排渣出料时，降低由主气流入口9进入的气体流量，保持由循环气流进气管4进入的循环气体流量不变，快速打开排料阀6，由于炉内压力大于外界大气压力和在提升管炉体11内旋流的抽吸的共同作用下，使炉渣可以快速顺利地排出。待出渣完毕，关闭排料阀6，调整各参数到循环流化工作状态。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种底部进出料的循环氯化装置，包括封闭的提升管炉体和设置在其下方并与提升管炉体下端一体成型的进气预分布器，在提升管炉体内下部设有气体分布器，所述气体分布器为倒置的圆台筒形，筒壁上设有进气小孔以将进气预分布器和提升管炉体连通，在进气预分布器壁上设有切向进气的主气流入口，其特征在于，还包括循环气流进气管、给料管和既能进料也能排料的进排料管；所述的循环气流进气管竖直设置且位于循环流化床伴床的正下方，顶部通过伴床下端的循环阀与伴床连通；
所述进排料管竖直设置且上端伸入进气预分布器中并与气体分布器下端连通，在进排料管位于进气预分布器外的下端设有排料阀；所述给料管的一端与循环气流进气管连通，给料管的另一端斜向下进入进气预分布器并与进排料管连通，斜向下角度为α；该给料管与进排料管的连接处构成进排料压力调节区。
2.根据权利要求1所述底部进出料的循环氯化装置，其特征在于，所述的气体分布器的圆台母线与轴线夹角为30°~45°，圆台侧表面均匀分布有若干小孔；所述小孔与气体分布器外壁相切，切向与主气流入口方向相同。
3.根据权利要求2所述的底部进出料的循环氯化装置，其特征在于，所述小孔的直径为1～2mm，且小孔总面积为气体分布器内表面积的1～3%。
4.根据权利要求2所述的底部进出料的循环氯化装置，其特征在于，所述小孔按组设置在气体分布器的不同高度上，且同一高度上的该组小孔在该高度对应的圆周上均匀开设。
5.根据权利要求1所述的底部进出料的循环氯化装置，其特征在于，所述的夹角α为17°~25°。
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